Nøkkelfaktorer ved valg av sylindriske rullelager for tunge belastninger

Ved en sementfabrikk i Jiangsu-provinsen sviktet en NU2240 i ovnsdrevet girkasse tre ganger på åtte måneder. Alle tre erstatningene delte samme delenummer, men bare den tredje leverandørens lager overlevde det siste året. Hos Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company ser vi dette mønsteret ofte: belastningsgraden, buret, materialet, klaringen og smøringen bestemmer levetiden mer enn borestørrelsen.

Begynn med belastningsvurderingene, ikke bare borestørrelsen

Borestørrelsen definerer konvolutten; den grunnleggende dynamiske belastningen C definerer levetiden. To NU2206-lagre med samme 30 mm boring kan avvike med mer enn 10 prosent i C på grunn av rulletall og løpebanegeometri. C er belastningen der 90 prosent av en identisk gruppe fullfører én million omdreininger i indre ring uten tretthet. C0 kontrollerer hvor mye støt lageret absorberer før løpebanene deformeres.

Diagrammet under viser hvorfor belastningsforholdet dominerer. ISO 281 gir den grunnleggende levetiden som L10 = (C/P)^(10/3) millioner omdreininger. På grunn av 10/3-eksponenten reduserer en 20 prosent undervurdering av den ekvivalente lasten P den beregnede L10-levetiden med omtrent 45 prosent.

For en praktisk oversikt, les vår analyse av sylindriske rullelager i kraftige maskiner .

NU200-serien høykapasitets sylindriske rullelager Dette sylindriske rullelageret med åpen design tilbyr stor radiell belastningskapasitet og stivhet, med fri aksial bevegelse. Den passer for tung belastning og høyhastighetsdrift, noe som gjør den relevant for å forstå hvordan ribbearrangementet kontrollerer aksial frihet. Se produkt →

Velg designkoden: NU, NJ, NUP eller NF

Designkoden bestemmer hvor akselen kan vokse med temperaturen og hvor den må holde seg fast. Sylindriske rullelagre er linjekontaktlagre: rullene berører begge løpebaner langs en linje, noe som gir høy radiell stivhet, men aksepterer nesten ingen aksial belastning og nesten ingen feiljustering. NU, N, NJ, NUP og NF beskriver ribbearrangementet som kontrollerer aksial frihet.

For lokaliseringsposisjonen i et tungt gir er NUP det klassiske valget fordi det fikserer akselen aksialt i begge retninger. NJ lokaliserer kun i én retning og passer til arrangementer der motsatt skyvekraft bæres andre steder. Under svært tunge kombinerte belastninger, legg til et separat trykklager for aksialskjæret.

NJ2200-serien enribbede sylindriske rullelager Med en indre ring med enkelt ribbe og ytre ring med dobbel ribbe gir dette lageret høy radiell belastningskapasitet og aksial posisjonering i én retning. Den passer til girkasser og tungt maskineri, i tråd med diskusjonen om plassering av posisjoner og merdkrav. Se produkt →

Tilpass buret til belastningsspekteret

Buret er en bærende struktur, ikke et avstandsstykke. Under vibrasjon, støt eller reverserende dreiemoment deformeres et svakt bur, rulleavstanden blir uregelmessig, og lageret beveger seg fra støy til beslag. Tre familier dominerer spesifikasjoner for tung last: maskinert messing, stemplet stål og polyamid.

Under kontinuerlig tung radiell belastning styrer et todelt maskinert messingbur hver rulle i sin egen lomme og holder jevn avstand mens ringene bøyer seg elastisk. Et stemplet stålbur er lettere og passer høyere hastigheter med moderat belastning. Unngå polyamid over 120°C eller med aggressive syntetiske oljer.

Velg materialkvalitet for sjokkvesken

Materialkvalitet avgjør om lageret overlever støt, ikke om det bærer jevn radiell belastning. De fleste sylindriske rullelagre er gjennomherdet SAE 52100 kromstål ved 58 til 62 HRC, tilstrekkelig for kontinuerlig tung belastning. Der støt er rutinemessig, som i anleggsutstyr og gruveskavler, bruk kasseforkullet stål: en tøff kjerne med en hard kasse som tåler kortvarige overbelastninger uten å sprekke. Vår byggebransjens side dekker disse applikasjonene i detalj.

• SAE 52100 (GCr15): standard for kontinuerlig tung radiell belastning med begrenset sjokk.
• Case-karburisert lavkarbonlegert stål: for knusere, vibrasjonssikter og mølledrev med kontinuerlig slagbelastning.
• Dimensjonsstabiliserte kvaliteter (S1 til S3): for driftstemperaturer over 150°C der størrelsesstabilitet er viktig.
• Høyere presisjonsklasser (P6): forbedrer lastfordelingen når aksel- eller husinnrettingen ikke kan være perfekt.

Still inn intern klaring og passform før smøring

Innvendig klaring forbrukes av interferenspasningen og av at den indre ringen blir varmere enn den ytre ringen. Hvis driftsklaringen når null, kiler, sklir og smører rullene på løpebanene. Det er grunnen til at C3 er standard for tung belastning, og C4 er reservert for alvorlige støt eller høye temperaturforskjeller.

Smøring er den endelige lastbærende komponenten. For oljesmurte girkasser under tung radiell belastning er ISO VG 320 med EP-tilsetninger en vanlig start; posisjoner med lav hastighet og kraftig sjokk bruker ISO VG 460 eller 680. ISO 281 justerer levetiden med viskositetsforholdet kappa. Mål en kappa mellom 2 og 4, og bekreft at den beregnede filmtykkelsen overstiger den sammensatte overflateruheten.

NUP200-serien doble ribbet sylindriske rullelager Denne separerbare designen med to sideholderringer håndterer radielle belastninger og små aksiale belastninger, og tilbyr høy stivhet og enkel installasjon. Den passer til konteksten for lokalisering av posisjoner i girdrev og de endelige spesifikasjonsbeslutningene for valg av lager. Se produkt →

En sjekkliste for valg av tung last i fem trinn

En pålitelig spesifikasjon er fem sekvensielle avgjørelser, tatt i rekkefølge, slik at ingen generisk tilpasning tvinges inn på en ikke-kvantifisert lasttilfelle.

1. Kvantifiser belastningsspekteret: registrer maksimal radiell belastning, tid ved hvert belastningsnivå, hastighetsprofil, aksiale belastninger og sjokkhendelser.
2. Velg designkode: NU for flytende stilling, NUP eller NJ for lokaliseringsposisjon, basert på termisk ekspansjon.
3. Bekreft karakterene: bekreft C og C0 mot den beregnede ekvivalente lasten og kontroller s0 for det verste sjokktilfellet.
4. Velg bur, materiale og klaring: maskinert messing for vibrasjon, kasse-forkullet stål for støt, C3 for tung kontinuerlig belastning.
5. Definer passform og smøring: Velg aksel og hus passer fra driftstilstandstabellen, velg deretter oljeviskositet for å holde kappa mellom 2 og 4.

Ofte stilte spørsmål

Hva betyr C og C0 i spesifikasjoner for sylindriske rullelager?

C er den grunnleggende dynamiske belastningen, belastningen som 90 prosent av en identisk lagergruppe overlever én million omdreininger under. C0 er den grunnleggende statiske belastningen, lasten som gir permanent deformasjon på 0,0001 ganger rullediameteren ved den tyngste kontakten. Bruk C for beregninger av utmattelseslevetid og C0 for den statiske sikkerhetsfaktoren s0 = C0/P0 under sjokkforhold.

Når bør jeg bruke et NJ-lager i stedet for et NUP-lager?

Bruk NUP hvor akselen må være plassert aksialt i begge retninger, som er standard fastposisjonsarrangement i et girdrev. Bruk NJ der plassering kun er nødvendig i én retning og motsatt trykk bæres av en annen komponent, fordi NJ-monteringen er enklere og ikke har noen løs ribbering.

Hvorfor bruker tunglastede sylindriske rullelager normalt C3-klaring?

En interferenspasning på akselen og en varmere indre ring fjerner en stor del av den nominelle klaringen under drift. Hvis driftsklaringen nærmer seg null, kiler og sklir rullene, noe som forårsaker flekker og rask feil. C3 gir en sikkerhetsmargin for monterte, varmløpende arrangementer, og C4 er reservert for sjokkbelastninger og høye temperaturforskjeller.

Kan jeg erstatte et sfærisk rullelager med et sylindrisk rullelager?

Bare hvis justeringen er kontrollert. Et standard sylindrisk rullelager aksepterer omtrent 1 til 2 bueminutter med feiljustering, mens et sfærisk rullelager håndterer omtrent 1 grad eller mer. Hvis akselen bøyer seg under belastning, kantbelastes et sylindrisk rullelager og svikter raskt til tross for en høyere radiell karakter. Kontroller at huset og akselen er justert før du gjør endringen.